Τα αξιοσημείωτα πλεονεκτήματα των γραμμικών κινητήρων στην κατεργασία ακριβείας

Title: The Remarkable Advantages of Linear Motors in Precision Machining by Jkongmotor

Η Jkongmotor προσφέρει μια σειρά από γραμμικούς κινητήρες, συμπεριλαμβανομένων κινητήρων με σφαιρικές βίδες, βίδες μολύβδου τύπου Τ, ολισθητήρες μονάδων, γραμμικές ράβδους ώθησης και ενσωματωμένες σερβοβίδες. Η απλότητα της δομής, η καταλληλότητα για γραμμική κίνηση υψηλής ταχύτητας, η υψηλή χρήση των πρωτευόντων περιελίξεων, η απουσία πλευρικών φαινομένων άκρων, ο εύκολος μετριασμός προβλημάτων μονοκατευθυντικής μαγνητικής έλξης, η ευκολία ρύθμισης και ελέγχου, η ισχυρή προσαρμοστικότητα και η υψηλή επιτάχυνση κάνουν τους γραμμικούς κινητήρες να ξεχωρίζουν με οκτώ σημαντικά πλεονεκτήματα, ιδιαίτερα σε εφαρμογές επεξεργασίας υψηλής ακρίβειας.

Η μηχανική κατεργασία εξαιρετικά ακριβείας βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της κατασκευής, διαδραματίζοντας κρίσιμο ρόλο σε διάφορους τομείς, ειδικά στην αμυντική βιομηχανία. Εξαρτήματα όπως τα γυροσκόπια της αδρανειακής συσκευής καθοδήγησης σε πυραύλους κρουζ, βασικά εξαρτήματα ραντάρ όπως κυματοδηγοί, ρουλεμάν ακριβείας σε δορυφορικά όργανα και μεγάλα ολοκληρωμένα κυκλώματα περιλαμβάνουν μηχανική κατεργασία εξαιρετικά ακριβείας. Στις εργαλειομηχανές εξαιρετικής ακρίβειας, οι συσκευές μικροτροφοδοσίας υψηλής ακρίβειας είναι απαραίτητες για την ηλεκτρονική αντιστάθμιση των σφαλμάτων μηχανικής κατεργασίας εργαλειομηχανών για τη βελτίωση της ακρίβειας σχήματος. Οι συσκευές μικροτροφοδοσίας υψηλής ακρίβειας έχουν γίνει κρίσιμα εξαρτήματα σε εργαλειομηχανές εξαιρετικής ακρίβειας για την επεξεργασία ορισμένων ειδικών μη συμμετρικών επιφανειών.

Επί του παρόντος, οι γραμμικοί κινητήρες HIWIN της Ταϊβάν χρησιμοποιούνται ευρέως σε συσκευές μικροτροφοδοσίας ακριβείας, χρησιμοποιώντας την αρχή του φαινομένου ηλεκτροσυστολής. Η ποσότητα παραμόρφωσης του φαινομένου ηλεκτροσυστολής είναι ευθέως ανάλογη με το τετράγωνο της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου. Μπορεί να επιτύχει μετατόπιση υψηλής ακαμψίας χωρίς διάκενο. Η ανάλυση μπορεί να φτάσει τα 1,0~2,5nm. με μεγάλο συντελεστή παραμόρφωσης και υψηλή συχνότητα, ο χρόνος απόκρισής του μπορεί να φτάσει τα 100μs. Για να αυξηθεί η διαδρομή, οι κινητήρες συνήθως κατασκευάζονται με συγκόλληση πολλαπλών τεμαχίων κρυστάλλου μεταξύ τους για χρήση. Ο περισταλτικός πιεζοηλεκτρικός κεραμικός κινητήρας αποτελείται από τρεις μεμονωμένα ελεγχόμενες σωληνοειδείς κεραμικές πιεζοηλεκτρικές συσκευές, με τα Α και Β να δρουν ακτινικά για να διαστέλλονται και να συστέλλονται για να συσφίγγουν και να απελευθερώνουν τον άξονα του κινητήρα, ενώ η συσκευή C δρα αξονικά για να παράγει αξονική μετατόπιση του άξονα του κινητήρα, επιτρέποντας τη γραμμική κίνηση βημάτων.

Ο μεγάλος τόρνος με διαμάντια DTM-3 και ο μεγάλος τόρνος οπτικού διαμαντιού LODTM στο Εθνικό Εργαστήριο LLL των ΗΠΑ, καθώς και η μεγάλη εργαλειομηχανή ακριβείας OAGM2500 στην εταιρεία Cranfield του Ηνωμένου Βασιλείου, έχουν υιοθετήσει ηλεκτροσυστολές μικροτροφοδοτικές συσκευές.

Οι κινητήρες υπερήχων (USM) είναι ένας νέος τύπος κινητήρα άμεσης μετάδοσης κίνησης που λαμβάνει αυξανόμενη προσοχή παγκοσμίως και θεωρείται ευρέως ως τύπος πιεζοηλεκτρικού κεραμικού κινητήρα. Χρησιμοποιούν το αντίστροφο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο των πιεζοηλεκτρικών κεραμικών, μετατρέποντας τις μικροσκοπικές παραμορφώσεις υλικού σε μακροσκοπικές κινήσεις ρότορων ή ολισθητήρες μέσω συντονιστικής ενίσχυσης και σύζευξης τριβής. Όταν τα πιεζοηλεκτρικά κεραμικά υποβάλλονται σε κατάλληλη τάση, μπορούν να δημιουργήσουν μονοκατευθυντικά κινούμενα κύματα. Όταν ο ρότορας ασκεί κατάλληλη πίεση στην επιφάνεια του ελαστικού σώματος, θα κινηθεί υπό την κινητήρια δύναμη της τριβής των σωματιδίων. Με την αλλαγή της κατεύθυνσης του κινούμενου κύματος, ο ρότορας κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Στη μηχανική κατεργασία εξαιρετικά ακριβείας, για να επιτευχθεί υψηλή ακρίβεια σχήματος για μη σφαιρικές καμπύλες επιφάνειες, το σύστημα κίνησης τροφοδοσίας των εργαλειομηχανών εξαιρετικά ακριβείας απαιτεί υψηλή ανάλυση, φθάνοντας σε ποσότητα κίνησης 0,01μm ανά παλμό. Αρκετές γνωστές διεθνείς εταιρείες διαθέτουν τέτοια προϊόντα, αν και υπό περιορισμούς εξαγωγής. Επί του παρόντος, εγχώρια ιδρύματα όπως το Εθνικό Πανεπιστήμιο Αμυντικής Τεχνολογίας, το Τεχνολογικό Ινστιτούτο Harbin και το Πανεπιστήμιο Tsinghua διεξάγουν έρευνα σε αυτόν τον τομέα. Οι κινητήρες υπερήχων διαθέτουν μικρό μέγεθος, μικρό βάρος, γρήγορη απόκριση, χωρίς ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και υψηλή ροπή σε χαμηλές ταχύτητες, καθιστώντας τους ικανούς να αντικαταστήσουν τους παραδοσιακούς ηλεκτρομαγνητικούς κινητήρες σε εμβέλεια 10 cm. Οι κινητήρες υπερήχων που κινούνται με βηματικά βήματα με έλεγχο κλειστού βρόχου ανάδρασης έχουν ανάλυση βήματος περίπου 0,01μm, αντικαθιστώντας πιθανώς τις μεθόδους μηχανικής κίνησης τριβής. Το γραμμικό USM που αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο του Τόκιο στην Ιαπωνία διαθέτει υψηλή ανάλυση βημάτων 5nm.

Στον τομέα της επεξεργασίας ανώμαλων διατομών, η γρήγορη και ακριβής γραμμική κίνηση των γραμμικών κινητήρων, που χαρακτηρίζεται από γρήγορη απόκριση και υψηλή ακρίβεια, έχει χρησιμοποιηθεί επιτυχώς σε ελεγχόμενες από υπολογιστή στροφή ακριβείας και λείανση τεμαχίων με ακανόνιστο σχήμα, όπως έμβολα κινητήρα αυτοκινήτου, ρουλεμάν κύματος, ρουλεμάν εμβόλου και ράβδο. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους που βασίζονται σε πρότυπα για την κατεργασία ακανόνιστων εσωτερικών και εξωτερικών κυκλικών περιγραμμάτων, οι γραμμικοί κινητήρες προσφέρουν ευελιξία στις τροποποιήσεις προγραμματισμού και υψηλή ακρίβεια κατεργασίας, καθιστώντας τους ιδανικούς για την επεξεργασία μιας ποικιλίας προϊόντων σε μικρές παρτίδες.